王 瑩 王 璐 李紫玉

摘 要：利用1954—2017年阜陽地區(qū)地面氣象觀測站逐日最高氣溫，采用趨勢分析法、M-K突變檢驗和小波分析等方法，從高溫日數(shù)、年平均最高氣溫等方面分析了阜陽地區(qū)近64年高溫的氣候變化規(guī)律和周期性特征等。結(jié)果表明：高溫日數(shù)呈現(xiàn)年代際波動特征，20世紀(jì)50～80年代下降，80年代后呈增加趨勢;平均最高氣溫經(jīng)歷了升溫、降溫、緩慢升溫、快速升溫幾個年代際變化階段，總體呈增加趨勢。

關(guān)鍵詞：高溫;氣候特征;小波分析

中圖分類號 P467 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 1007-7731（2018）24-0113-4

Abstract：Using the climate diagnosis method of wavelet analysis，power spectrum analysis and climate trend coefficient，and climate tendency rate，the climate change law and periodic characteristics of high temperature over Fuyang in 64 years are analyzed from the aspects of the number of high temperature days，annual average maximum temperature.The results show that there are decadal fluctuation characteristics in the number of high-temperature days，a downtrend from 1950s to 1980s，but a rising trend after the 1980s.The average maximum temperature experienced several decadal change stages，including warming，cooling，slow warming，rapid warming and so on，but the overall trend was warming.temperature.

Key words：High-temperature;Climatic characteristic;Wavelet analysis

由于人類活動和自然變化的共同影響，近年來全球變暖問題日益受到人們的關(guān)注和研究。IPCC第五次評估報告于2013年指出，1880—2012年全球升溫0.85℃，2002—2012年平均溫度比1850-1990年上升了0.78℃[1]。國內(nèi)研究表明，近百年來我國的年平均氣溫升高了0.5～0.8℃，預(yù)計21世紀(jì)我國氣候?qū)⒗^續(xù)明顯變暖[2]。在全球變暖的大背景下，我國一些地區(qū)夏季極端高溫事件頻發(fā)，給自然生態(tài)系統(tǒng)和人們生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響[3-5]。

目前，許多專家學(xué)者對高溫事件的變化特點、高溫天氣的成因機(jī)制、預(yù)報方法等進(jìn)行了研究[3-5]。何彬方等[7]分析了合肥市近50年最高氣溫變化特征，結(jié)果表明合肥市近50年來平均最高氣溫呈“上升-下降-上升”的趨勢，高溫日數(shù)也呈“增多-減少-增多”的趨勢。史軍等[8]分析了華東地區(qū)夏季高溫的氣候特征及其變化規(guī)律，研究發(fā)現(xiàn)各級高溫過程數(shù)都是以21世紀(jì)最初5年最多，平均持續(xù)天數(shù)以20世紀(jì)60年代最多。孫燕等[9]發(fā)現(xiàn)：江蘇夏季氣溫在20世紀(jì)70～90年代前期基本上處在1個相對偏涼期，20世紀(jì)60年代、90年代中后期以后基本上處在一相對偏熱期;江蘇夏季氣溫異常存在顯著的準(zhǔn)6年、準(zhǔn)9年的年際周期和以16年為中心的年代際周期。

阜陽市位于安徽省西北部，地處北暖溫帶南緣，屬暖溫帶半濕潤季風(fēng)氣候，高溫天氣同樣屬于頻發(fā)災(zāi)害性天氣。筆者利用1954—2017年阜陽地區(qū)6個地面氣象觀測站的最高氣溫資料，對阜陽地區(qū)最高氣溫的年代際、年際、月、周期變化特點以及變化趨勢等進(jìn)行了初步分析，對今后高溫事件的防范工作提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 資料 選取1954—2017年阜陽地區(qū)6個地面氣象觀測站（阜陽、阜南、潁上、界首、臨泉、太和）的逐日最高氣溫資料，多年平均值為1954—2017年64年平均值。根據(jù)中國氣象局規(guī)定，高溫日數(shù)是指日最高氣溫≥35℃的日數(shù)。

1.2 研究方法 基于線性趨勢系數(shù)法分析了1954—2017年阜陽地區(qū)最高氣溫和高溫日數(shù)的變化趨勢，采用Mann-Kendall法（簡稱M-K法）對最高氣溫和高溫日數(shù)序列進(jìn)行突變檢驗，通過MORLET小波變換對最高氣溫和高溫日數(shù)進(jìn)行周期分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 最高氣溫變化特征

2.1.1 平均最高氣溫月際變化 對1954—2017年阜陽地區(qū)月平均最高氣溫的分析結(jié)果顯示，阜陽地區(qū)平均最高氣溫的月際變化呈現(xiàn)單峰型，如圖1所示。一年之中7月平均最高氣溫最高（32.2℃），1月平均最高氣溫最低（6.6℃）。

2.1.2 平均最高氣溫年代際變化 從1954—2017年阜陽地區(qū)年平均最高氣溫的變化（表1）來看，阜陽地區(qū)在20世紀(jì)50～60年代處在升溫階段，平均最高氣溫由50年代的20.1℃升至60年代的20.7℃，升高了0.6℃;到20世紀(jì)70年代平均最高氣溫的變化出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折，由上升轉(zhuǎn)為下降，到80年代平均最高氣溫降至20.0℃，相對60年代下降了0.7℃;90年代以后阜陽地區(qū)平均最高氣溫則快速上升，進(jìn)入21世紀(jì)00年代平均最高氣溫上升至20.9℃。由此可見，從20世紀(jì)50年代至21世紀(jì)00年代，阜陽地區(qū)年平均最高氣溫的變化趨勢為升溫—降溫—快速升溫，在總體上呈現(xiàn)增高的趨勢。

2.1.3 平均最高氣溫年際變化 由圖2阜陽地區(qū)平均最高氣溫年際變化可知，1954—2017年阜陽地區(qū)平均最高氣溫總體呈現(xiàn)出上升的趨勢（通過0.05顯著性檢驗）。其中，與多年平均最高氣溫平均值20.5℃相比較，有6年（1958、1960、1977、1988、2000、2005）持平;距平值為負(fù)的有27年，主要出現(xiàn)在1969—1993年（19年，76%），這一時期為相對偏涼期;距平值為正的有31年，主要出現(xiàn)在1958—1968年（8年，73%）和1994—2017年（18年，75%），為相對偏熱期。

2.1.4 平均最高氣溫的突變檢驗 為了進(jìn)一步研究阜陽地區(qū)平均最高氣溫的年際變化趨勢，對阜陽地區(qū)年平均最高氣溫進(jìn)行Mann—Kendall突變檢測，并給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96。檢驗結(jié)果見圖3，由UF曲線可知阜陽地區(qū)的平均最高氣溫在1957年開始上升，1967年開始下降，隨后上升，然后在20世紀(jì)70年代末下降，最后在1994年開始大幅上升。

2.1.5 平均最高氣溫的周期性變化 對1954—2017年阜陽地區(qū)平均最高氣溫進(jìn)行了Morlet小波分析，得到阜陽地區(qū)平均最高氣溫周期變化特征。由圖4可知，阜陽地區(qū)年平均最高氣溫存在準(zhǔn)8年、16年、40年左右的周期振蕩信號。40年左右的周期震蕩比較穩(wěn)定，16年左右的震蕩周期在80年代以前比較穩(wěn)定，8年的周期信號主要表現(xiàn)在70年代以前，在70年代后逐漸變?yōu)?～6年，周期信號強(qiáng)度明顯減弱;2010年后4-8年的震蕩周期有增強(qiáng)趨勢。

2.2 高溫日數(shù)變化特征

2.2.1 高溫日數(shù)月際變化特征 對1964—2017年阜陽地區(qū)高溫日數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計得出，阜陽地區(qū)4～10月均有高溫日出現(xiàn)，其他月份都沒有高溫日出現(xiàn)，其中7月出現(xiàn)的次數(shù)最多，占43.5%;6月份次之，占25.7%;8月份占25.3%;其他月份只占5.5%。4月份高溫日只在2011年出現(xiàn)過，10月份高溫日只在界首市出現(xiàn)過（表2）。

2.2.2 高溫日數(shù)年代際變化 表3給出了1954—2017年阜陽地區(qū)高溫日數(shù)年代際變化，由表3可知阜陽地區(qū)在20世紀(jì)60年代高溫日數(shù)最多，其次是20世紀(jì)50年代、20世紀(jì)70年代，最少的是20世紀(jì)80年代。從高溫日數(shù)的年代際變化趨勢來看，20世紀(jì)50～80年代呈下降趨勢;而20世紀(jì)80年代至21世紀(jì)00年代呈逐漸增加的趨勢。

2.2.3 高溫日數(shù)年際變化特征 對1954—2017年阜陽地區(qū)高溫日數(shù)年際變化及變化趨勢進(jìn)行分析，結(jié)果表明阜陽地區(qū)高溫日數(shù)多年平均值為16.8d。阜陽地區(qū)高溫日數(shù)總體變化趨勢不明顯，從1954年開始是先增加后減少再增加：在20世紀(jì)80年代達(dá)到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值，而其他時期小于多年平均值。高溫日的最高值出現(xiàn)在1967年，為50d;最低值出現(xiàn)在2008年，僅1d。

2.2.4 最高氣溫的突變檢驗 采用Mann—Kendall檢驗法對1954—2017年阜陽地區(qū)年高溫日數(shù)時間序列進(jìn)行突變分析，給定顯著性水平α=0.05，臨界值u0.05=1.96。檢驗結(jié)果見圖6，由UF曲線可見高溫日數(shù)從1954年開始上升，1959年開始下降，隨后上升，然后在1968年以后大幅下降，最后在2000年開始上升。UF和UB曲線的交點位置，確定1972年的下降是一突變和2009年后開始的上升是突變。

2.2.5 最高氣溫的周期性變化 為了研究阜陽地區(qū)1954—2017年高溫日數(shù)的周期變化特征，對1954—2017年平均最高氣溫進(jìn)行了Morlet小波分析。由圖7可知，阜陽地區(qū)高溫日數(shù)存在準(zhǔn)8～10年、40年左右的周期振蕩信號。40年左右的周期震蕩比較穩(wěn)定，8～10年的震蕩周期在90年代以前比較穩(wěn)定，90年代以后周期信號強(qiáng)度明顯減弱，2010年后震蕩周期逐漸加強(qiáng)。

3 小結(jié)

（1）阜陽地區(qū)平均最高氣溫的月際變化呈單峰型。

（2）從年平均最高氣溫年代際變化來看，年平均最高氣溫平均值20.5℃，20世紀(jì)50～60年代是一個升溫階段，20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了轉(zhuǎn)折，平均最高氣溫明顯下降;進(jìn)入90年代氣溫則快速上升。20世紀(jì)60年代的上升是一突變和1994年開始的上升是一突變。阜陽地區(qū)年平均最高氣溫存在準(zhǔn)8年、16年、40年左右的周期振蕩信號。

（3）阜陽地區(qū)4～10月都有高溫日出現(xiàn)，其中7月出現(xiàn)的次數(shù)最多。年高溫日數(shù)平均值16.8d;高溫日數(shù)是先增加后減少再增加，80年代達(dá)到最小值，50年代后期至70年代后期，90年代初期以后大于多年平均值。高溫日的最高值出現(xiàn)在1967年，為50d;最低值出現(xiàn)在2008年，為1d。1972年的下降是一突變和2000年后開始的上升是突變。阜陽地區(qū)高溫日數(shù)存在準(zhǔn)8～10年、40年左右的周期振蕩信號。

參考文獻(xiàn)

[1]王紹武，羅勇，趙宗慈，等.IPCC第5次評估報告問世[J].氣候變化研究進(jìn)展，2013，9（6）：436-439.

[2]《氣候變化國家評估報告》編寫委員會.氣候變化國家評估報告[R].北京：科學(xué)出版社，2007.

[3]張尚印， 王守栄. 我國東部主要城市夏季高溫氣候特征及預(yù)測[J].熱帶氣象學(xué)報， 2004， 20（6）： 750-760.

[4]鄭有飛，丁雪松，吳榮軍，等. 近50年江蘇省夏季高溫?zé)崂说臅r空分布特征分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報，2012， 21（2）： 43-50.

[5]戴澤軍，李易芝，劉志雄，等.1961-2013年湖南夏季高溫氣候特征[J].干旱氣象，2014，32（5）：706-711.

[6]劉學(xué)鋒，李元華，秦莉，等.河北省近50年最高氣溫及高溫日數(shù)變化特征[J].氣象科技，2007，35（1）：31-35.

[7]何彬方，馮妍，戴娟，等.合肥市近50年最高氣溫變化特征[J].氣象科技，2008，36（6）：764-767.

[8]史軍，丁一匯，崔林麗，等.華東地區(qū)夏季高溫期的氣候特征及其變化規(guī)律[J].地理學(xué)報，2008，63（3）：237-246.

[9]孫燕，張秀麗，唐紅昇，等.江蘇夏季氣溫異常的時空變化特征[J].氣象科學(xué)，2009，29（1）：133-137.

[10]劉漢華，張子涵，彭霞云.1951—2013年浙江省高溫氣候特征[J].科技通報，2016，32（1）：59-64.

（責(zé)編：徐世紅）